Wind dispersal of battery-free wireless devices

能量收集 生物扩散 种子散布 计算机科学 无线 环境科学 风速 灵活性(工程) 能量(信号处理) 电信 气象学 物理 人口 数学 人口学 社会学 统计 量子力学
作者
Vikram Iyer,Hans Gaensbauer,Thomas L. Daniel,Shyamnath Gollakota
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:603 (7901): 427-433 被引量:106
标识
DOI:10.1038/s41586-021-04363-9
摘要

Plants cover a large fraction of the Earth’s land mass despite most species having limited to no mobility. To transport their propagules, many plants have evolved mechanisms to disperse their seeds using the wind1,2,3,4. A dandelion seed, for example, has a bristly filament structure that decreases its terminal velocity and helps orient the seed as it wafts to the ground5. Inspired by this, we demonstrate wind dispersal of battery-free wireless sensing devices. Our millimetre-scale devices weigh 30 milligrams and are designed on a flexible substrate using programmable, off-the-shelf parts to enable scalability and flexibility for various sensing and computing applications. The system is powered using lightweight solar cells and an energy harvesting circuit that is robust to low and variable light conditions, and has a backscatter communication link that enables data transmission. To achieve the wide-area dispersal and upright landing that is necessary for solar power harvesting, we developed dandelion-inspired, thin-film porous structures that achieve a terminal velocity of 0.87 ± 0.02 metres per second and aerodynamic stability with a probability of upright landing of over 95%. Our results in outdoor environments demonstrate that these devices can travel 50–100 metres in gentle to moderate breeze. Finally, in natural systems, variance in individual seed morphology causes some seeds to fall closer and others to travel farther. We adopt a similar approach and show how we can modulate the porosity and diameter of the structures to achieve dispersal variation across devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
mango524完成签到,获得积分10
刚刚
雨旸时若完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
chenyunxia完成签到,获得积分10
刚刚
Freelover完成签到,获得积分10
1秒前
碧蓝贞完成签到,获得积分10
1秒前
冷傲的元容完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
nnn完成签到,获得积分10
4秒前
daI夫人完成签到,获得积分10
5秒前
NB完成签到,获得积分10
5秒前
徐沐发布了新的文献求助10
6秒前
清风完成签到 ,获得积分0
7秒前
Xue关注了科研通微信公众号
7秒前
风之谷完成签到,获得积分10
8秒前
小王完成签到,获得积分10
11秒前
nan完成签到,获得积分10
13秒前
Ava应助eulota采纳,获得10
13秒前
feng完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
淡然的砖家完成签到,获得积分10
16秒前
vivid完成签到,获得积分10
17秒前
bigger.b完成签到,获得积分0
18秒前
诚心天晴完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
姜一笑完成签到,获得积分10
20秒前
美丽如柏完成签到,获得积分10
20秒前
drughunter009完成签到,获得积分10
21秒前
怡然猎豹完成签到,获得积分0
21秒前
22秒前
风之旅完成签到,获得积分10
23秒前
鹰少完成签到,获得积分10
23秒前
BEGIN发布了新的文献求助10
24秒前
xx完成签到,获得积分10
24秒前
姜一笑发布了新的文献求助10
24秒前
tg2024完成签到,获得积分10
25秒前
zhaolee完成签到 ,获得积分10
26秒前
东风即是东风完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
嬴政飞完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7298408
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8916795
关于积分的说明 18879891
捐赠科研通 6963494
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210653
关于科研通互助平台的介绍 2379981
邀请新用户注册赠送积分活动 2187144